Кодирование цвета в компьютерах сообщение 7 класс

Обновлено: 05.07.2024

Под графической информацией подразумевают всю совокупность информации, которая нанесена на самые различные носители — бумагу, пленку, кальку, картон, холст, оргалит, стекло, стену и т. д. В определенной степени графической информацией можно считать и объективную реальность, на которую направлен объектив фотоаппарата или цифровой камеры.

Компьютерная графика - область информатики, изучающая методы и свойства обработки изображений с помощью программно-аппаратных средств.

Под видами компьютерной графики подразумевается способ хранения изображения на плоскости монитора.

Машинная графика в настоящее время уже вполне сформировалась как наука. Существует аппаратное и программное обеспечение для получения разнообразных изображений - от простых чертежей до реалистичных образов естественных объектов. Машинная графика используется почти во всех научных и инженерных дисциплинах для наглядности восприятия и передачи информации.

Машинная графика властно вторгается в бизнес, медицину, рекламу, индустрию развлечений. Применение во время деловых совещаний демонстрационных слайдов, подготовленных методами машинной графики и другими средствам автоматизации конторского труда, считается нормой. В медицине становится обычным получение трехмерных изображений внутренних органов по данным компьютерных томографов. В наши дни телевидение и другие рекламные предприятия часто прибегают к услугам машинной графики и компьютерной мультипликации. Использование машинной графики в индустрии развлечений охватывает такие несхожие области как видеоигры и полнометражные художественные фильмы.

История компьютерной графики

Результатами расчетов на первых компьютерах являлись длинные колонки чисел, напечатанных на бумаге. Для того чтобы осознать полученные результаты, человек брал бумагу, карандаши, линейки и другие чертежные инструменты и чертил графики, диаграммы, чертежи рассчитанных конструкций . Иначе говоря, человек вручную производил графическую обработку результатов вычислений. В графическом виде такие результаты становятся более наглядными и понятными .

Возникла идея поручить графическую обработку самой машине. Первоначально программисты научились получать рисунки в режиме символьной печати. На бумажных листах с помощью символов (звездочек, точек, крестиков, букв) получались рисунки, напоминающие мозаику. Так печатались графики функций, изображения течений жидкостей и газов, электрических и магнитных полей. С помощью символьной печати программисты умудрялись получать даже художественные изображения (Рис. 1). В редком компьютерном центре стены не украшались распечатками с портретами Эйнштейна, репродукциями Джоконды и другой машинной живописью.

Рис. 1 Символьная печать.

Затем появились специальные устройства для графического вывода на бумагу — графопостроители (другое название — плоттеры). С помощью такого устройства на лист бумаги чернильным пером наносятся графические изображения: графики, диаграммы, технические чертежи и прочее. Для управления работо графопостроителей стали создавать специальное программное обеспечение.

Настоящая революция в компьютерной графике произошла с появлением графических дисплеев. На экране графического дисплея стало возможным получать рисунки, чертежи в таком же виде, как на бумаге с помощью карандашей, красок, чертежных инструментов Рисунок из памяти компьютера может быть выведен не только на экран, но и на бумагу с помощью принтера. Существуют принтеры цветной печати, дающие качество рисунков на уровне фотографии.

Представление графической информации в компьютере

Создавать и хранить графические объекты в компьютере можно двумя способами: как растровое или как векторное изображение. Для каждого типа изображения используется свой способ кодирования.

Растровое изображение представляет собой совокупность точек, используемых для его отображения на экране монитора.

Объём растрового изображения определяется как произведение количества точек и информационного объёма одной точки, который зависит от количества возможных цветов. Для черно-белого изображения информационный объём одной точки равен 1 биту, так как точка может быть либо чёрной, либо белой, что можно закодировать одной из двух цифр — 0 или 1.

Информационный объём растрового изображения (V) определяется как произведение числа входящих в изображение точек (N) на информационный объём одной точки (q), который зависит от количества возможных цветов, т. е. V=N ⋅ q.

При чёрно-белом изображении q = 1 бит (например, 1 — точка подсвечивается и 0 — точка не подсвечивается). Поэтому для хранения чёрно-белого (без оттенков) изображения размером 100x100 точек требуется 10000 бит.

Если между чёрным и белым цветами имеется ещё шесть оттенков серого (всего 8), то информационный объём точки равен 3 бита (log28 = 3).

Информационный объём такого изображения увеличивается в три раза: V = 30000бит.

Рассмотрим, сколько потребуется бит для отображения цветной точки: для 8 цветов необходимо 3 бита; для 16 цветов — 4 бита; для 256 цветов — 8 битов (1 байт).

Разные цвета и их оттенки получаются за счёт наличия или отсутствия трёх основных цветов (красного, синего, зеленого) и степени их яркости. Каждая точка на экране кодируется с помощью 4 битов.

Цветные изображения могут отображаться в различных режимах, соответственно изменяется и информационный объём точки (Рис. 4).

Описание цвета пикселя является кодом цвета.

Количество бит, отводимое на каждый пиксель для представления цвета, называют глубиной цвета (англ. color depth). От количества выделяемых бит зависит разнообразие палитры.

Наиболее распространенными значениями глубины цвета являются 8, 16, 24 или 32 бита.

Чем больше глубина цвета, тем больше объем графического файла.

Для хранения растрового изображения размером 32x32 пикселя отвели 512 байтов памяти.

Каково максимально возможное число цветов в палитре изображения?

Решение . Число точек изображения равно 32 ⋅ 3 2 = 1024. Мы знаем, что 512 байтов = 512 ⋅ 8=4096 бит. Найдём глубину цвета 4096÷1024=4. Число цветов равно 24 = 16.

FF — наибольшая яркость цветовой компоненты, для получения различных оттенков одного и того же цвета изменяют яркость.

Также следует отметить, что равное или почти равное сочетание цветовых компонент обозначает серый цвет разной интенсивности.

Векторное изображение представляет собой совокупность графических примитивов. Каждый примитив состоит из элементарных отрезков кривых, параметры которых (координаты узловых точек, радиус кривизны и пр.) описываются математическими формулами.

Для каждой линии указываются её тип (сплошная, пунктирная, штрих-пунктирная), толщина и цвет, а замкнутые фигуры дополнительно характеризуются типом заливки.

Рассмотрим, например, такой графический примитив, как окружность радиуса r. Для её построения необходимо и достаточно следующих исходных данных:

- координаты центра окружности;

- значение радиуса r;

- цвет заполнения (если окружность не прозрачная);

- цвет и толщина контура (в случае наличия контура).

Информация о векторном рисунке кодируется обычным способом, как хранятся тексты, формулы, числа, т. е. хранится не графическое изображение, а только координаты и характеристики изображения его деталей. Поэтому для хранения векторных изображений требуется существенно меньше памяти, чем растровых изображений.

Кодирование графической информации

Графическую информацию можно представлять в двух формах: аналоговой и цифровой.

Живописное полотно, цвет которого изменяется непрерывно — это пример аналогового представления.

Изображение, напечатанное при помощи струйного принтера и состоящее из отдельных точек разного цвета — это цифровое или еще именуют как дискретное представление.

Графическая информация в аналоговой форме представляется в виде рисунка, картинки, а также слайда на фотопленке и полученную по нему аналоговую фотографию.

Изображение кодируется в цифровую форму с использованием элементарных геометрических объектов, таких как точки, линии, сплайны и многоугольники или матрицы фиксированного размера, состоящей из точек (пикселей) со своими геометрическими параметрам.

Современная компьютерная графика

Научная графика. Это направление появилось самым первым. Назначение — визуализация (т. е. наглядное изображение) объектов научных исследований, графическая обработка результатов расчетов, проведение вычислительных экспериментов с наглядным представлением их результатов (Рис. 6).

Рис. 6 График комплексной функции в четырехмерном (4D) пространстве.

Деловая графика. Эта область компьютерной графики предназначена для создания иллюстраций, часто используемых в работе различных учреждений.

Плановые показатели, отчетная документация, статистические сводки — вот объекты, для которых с помощью деловой графики создаются иллюстративные материалы (Рис. 7).

Рис. 7 Графики, круговые и столбчатые диаграммы.

Программные средства деловой графики обычно включаются в состав табличных процессоров (электронных таблиц).

Конструкторская графика. Она используется в работе инженеров-конструкторов, изобретателей новой техники. Этот вид компьютерной графики является обязательным элементом систем автоматизации проектирования (САПР). Графика в САПР используется для подготовки технических чертежей проектируемых устройств (Рис. 8).

Рис. 8. Графика в САПР.

Графика в сочетании с расчетами позволяет проводить в наглядной форме поиск оптимальной конструкции, наиболее удачной компоновки деталей, прогнозировать последствия, к которым могут привести изменения в конструкции. Средствами конструкторской графики можно получать плоские изображения (проекции, сечения) и пространственные, трехмерные, изображения.

Иллюстративная графика. Программные средства иллюстративной графики позволяют человеку использовать компьютер для произвольного рисования, черчения подобно тому, как он это делает на бумаге с помощью карандашей, кисточек, красок, циркулей, линеек и других инструментов. Пакеты иллюстративной графики не имеют какой-то производственной направленности. Поэтому они относятся к прикладному программному обеспечению общего назначения.

Простейшие программные средства иллюстративной графики называются графическими редакторами.

Художественная и рекламная графика. Это сравнительно новая отрасль, но уже ставшая популярной во многом благодаря телевидению. С помощью компьютера создаются рекламные ролики, мультфильмы, компьютерные игры, видеоуроки, видеопрезентации и многое другое.

Для создания реалистических изображений в графических пакетах этой категории используется сложный математический аппарат.

Рис. 9 Художественная графика.

В недавнем прошлом художники-мультипликаторы создавали свои фильмы вручную. Чтобы передать движение, им приходилось делать тысячи рисунков, отличающихся друг от друга небольшими изменениями. Затем эти рисунки переснимались на кинопленку. Система компьютерной анимации берет значительную часть рутинной работы на себя. Например, художник может создать на экране рисунки лишь начального и конечного состояний движущегося объекта, а все промежуточные состояния рассчитает и изобразит компьютер. Такая работа также связана с расчетами, опирающимися на математическое описание данного типа движения. Полученные рисунки, выводимые последовательно на экран с определенной частотой, создают иллюзию движения.

Фрактальная графика. Фрактальная графика – одна из быстроразвивающихся и перспективных видов компьютерной графики. Математическая основа - фрактальная геометрия. Фрактал – структура, состоящая из частей, подобных целому. Одним из основных свойств является самоподобие (Фрактус – состоящий из фрагментов).

Объекты называются самоподобными когда увеличенные части объекта походят на сам объект. Небольшая часть фрактала содержит информацию обо всем фрактале.

Рис.10 Фрактальная фигура.

Фрактальная графика основана на математических вычислениях. Базовым элементом фрактальной графики является сама математическая формула, то есть никаких объектов в памяти компьютера не хранятся и изображение строится исключительно по уравнениям.

Объекты называются самоподобными, когда увеличенные части объекта походят на сам объект. Небольшая часть фрактала содержит информацию обо всем фрактале.

Для описания цветовых оттенков, которые могут быть воспроизведены на экране компьютера и на принтере, разработаны специальные средства — цветовые модели (системы цветов).

Цвет может получиться в процессе излучения и в процессе отражения. Поэтому цветовые модели можно классифицировать по их целевой направленности:

Аддитивные модели (RGB). Служат для получения цвета на мониторе.
Полиграфические модели (CMYK). Служат для получения цвета при использовании разных систем красок и полиграфического оборудования.
Математические модели, полезные для каких-либо способов цветокоррекции, но не связанные с оборудованием, например HSВ.

С экрана монитора человек воспринимает цвет как сумму излучения трёх базовых цветов: красного (Red), зелёного (Green), синего (Blue).

Она служит основой при создании и обработке компьютерной графики, предназначенной для электронного воспроизведения (на мониторе, телевизоре).

Цвет на экране получается при суммировании лучей трёх основных цветов — красного, зелёного и синего. Если интенсивность каждого из них достигает \(100\), то получается белый цвет. Минимальная интенсивность трёх базовых цветов даёт чёрный цвет.

Для описания каждого составляющего цвета требуется \(1\) байт (\(8\) бит) памяти, а чтобы описать один цвет, требуется \(3\) байта, т.е. \(24\) бита, памяти.

Для кодирования одного цвета пикселя определяется длина двоичного кода, которая называется глубиной цвета .

Рассчитать глубину цвета можно по формуле: N = 2 i , где N —количество цветов в палитре, i — глубина цвета.

Интенсивность каждого из трёх цветов — это один байт (т.е. число в диапазоне от \(0\) до \(255\)), т.е. каждая составляющая может принимать \(256\) значений.

Таким образом, с использованием трёх составляющих можно описать \(256⋅256⋅256 = 16777216\) различных цветовых оттенков, а, значит, модель RGB имеет приблизительно \(16,7\) миллионов различных цветов.

При печати изображений на принтерах используется цветовая модель, основными красками в которой являются голубая (Cyan), пурпурная (Magenta) и жёлтая (Yellow).

Чтобы получить чёрный цвет, в цветовую модель был включен компонент чистого чёрного цвета (BlacK). Так получается четырёхцветная модель, называемая CMYK .

Область применения цветовой модели CMYK — полноцветная печать. Именно с этой моделью работает большинство устройств печати.

Из-за несоответствия цветовых моделей часто возникает ситуация, когда цвет, который нужно напечатать, не может быть воспроизведен с помощью модели CMYK (например, золотой или серебряный). В этом случае применяются краски Pantone.

Все файлы, предназначенные для вывода в типографии, должны быть конвертированы в CMYK . Этот процесс называется цветоделением .

При просмотре CMYK -изображения на экране монитора одни и те же цвета могут восприниматься немного иначе, чем при просмотре RGB -изображения.

В модели CMYK невозможно отобразить очень яркие цвета модели RGB , модель RGB , в свою очередь, не способна передать тёмные густые оттенки модели CMYK , поскольку природа цвета разная.

Отображение цвета на экране монитора часто меняется и зависит от особенностей освещения, температуры монитора и цвета окружающих предметов. Кроме того, многие цвета, видимые в реальной жизни, не могут быть выведены при печати, не все цвета, отображаемые на экране, могут быть напечатаны, а некоторые цвета печати не видны на экране монитора.

HSB — это цветовая трёхканальная модель, которая характеризует параметры цвета. Цветовой тон (Hue), насыщенность (Saturation), яркость (Brightness).

В цветах компьютера кодирования является набором соглашений для отображения или печатей вычислительного устройства в изображении цвета , а не черно-белой . Кодирование основано на аддитивном синтезе цвета трихрома .

На периферийном уровне изображение всегда является матричным , и для каждого пикселя мы определяем тройку значений ( красный, зеленый, синий ). Файлы могут сохранять изображение в виде массива этих значений, возможно, в сжатом , или в векторной форме , то есть в форме инструкций, позволяющих восстановить растровое изображение. Во втором случае цвет также можно сохранить в векторном виде, с параметрами ( оттенок, насыщенность, свет ).

Модули позволяют в программах редактирования изображений определять и изменять цвета пользователем с помощью одного или другого из этих наборов параметров.

Резюме

Принципы

Возникает вопрос, сколько информации необходимо для отображения цвета. В лучшем случае мы можем выделить несколько десятков уровней серого. Одно- байт кодирование позволяет 256 уровней; это практично, и мы уверены, что для получения визуально различных оттенков серого потребуется больше, чем разница в единицу. С половиной байта у нас будет только 16 оттенков, что недостаточно; промежуточное количество битов от 4 до 8 усложняет все операции.

Поскольку одни и те же причины применимы к каждому каналу основного цвета (красный, зеленый, синий), каждому из них может быть назначен один байт. По одному байту на каждый канал получается более 16 миллионов цветовых кодов.

Приблизительная оценка способности различать цвета дает от 15 до 20 000 идентифицируемых оттенков; взяв за эталон порог распознавания цвета, можно при наилучших условиях исследования получить полмиллиона цветов. Некоторые из этих цветов выходят за рамки диапазона экранов и принтеров; но величина порога различения, выраженная в величине компонентов (красный, зеленый, синий), не распределяется равномерно среди цветов, так что деление диапазона значений на количество цветов, которые можно различить не было бы адекватным. С другой стороны, между кодом и дисплеем значения, представляющие цвет, будут умножены на несколько коэффициентов, что позволит гарантировать, что белый цвет кода дает белый цвет, а оттенки серого являются нейтральными и правильно распределены. Эти регулировки контрастности и гаммы выполняются в фоновом режиме, либо на компьютере, либо на периферийном устройстве.

Кодируя более чем в 30 раз больше цветов, чем может видеть глаз, мы можем быть уверены, что у нас достаточно информации, так что два кода, которые отличаются только на 1 или 2 из 256 возможных значений каждого канала, дают идеальное нечеткий цвет.

Количество бит на пиксель

Старый VESA 10Eh, 111H, 114h, 117h и графические режимы 11Ah , используемые , в частности , под MS-DOS выполнять кодирование RGB из 16-битного пикселя. Биты с 0 по 4 дают 32 значения синего цвета , от 5 до 10 , 64 уровня зеленого цвета , основной элемент яркости, а с 11 по 15 кодируют 32 значения красного . Большинство компьютеров по-прежнему позволяют использовать этот режим отображения, если это позволяет видеокарта .

Такое количество бит дает 65 536 цветов, что недостаточно для того, чтобы переход между двумя соседними цветами всегда был нечувствительным, особенно с контрастными настройками экрана, чтобы текст было легче читать. Кроме того, система должна разделять значения, не являющиеся байтами. По мере повышения производительности компьютеров и дисплеев производители перешли на однобайтовое или 24-битное цветовое кодирование.

Поддоны

Когда мощность (старых) компьютеров или скорость канала передачи (Интернет) ограничивают размер файлов, таблица соответствия, называемая по аналогии с таблицей художников , палитрой, позволяет записывать цвета на 8 битах, которые являются индексами массива , который соответствует их 256 R , G , B значений . Этот процесс делит размер файла несжатого изображения на 3. Графическое программное обеспечение может рассчитать оптимальную палитру для изображения и добавить ее к этому изображению. Размер палитры, 768 байт (3 раза по 256), часто незначителен. Программа также вычисляет рендеринг промежуточных цветов путем растрирования .

Палитра, какой бы она ни была, обычно представляется пользователю в виде мозаики цветов.

Сжатие цвета

Методы, которые стремятся уменьшить с минимальной потерей качества размер файлов, очевидно, не сохраняют 24 бита на пиксель, тогда как 18 бит достаточно, чтобы закодировать полмиллиона цветов, которые наблюдатель может различить наилучшим образом. условия. Чтобы добиться этого снижения, программное обеспечение действует так же, как и в цветном телевидении . Они преобразуют триплет (красный, зеленый, синий) в триплет (яркость, разница синего, разница красного) с цветовым пространством YCbCr . Восемь бит кодируют яркость; с дополнительными восемью битами для цветности, по четыре для каждого канала, мы получаем 65 536 цветов, что больше, чем предполагаемое количество идентифицируемых цветов. Матрицы преобразования и таблицы соответствий помогают уточнить соответствие между цветами и визуальную чувствительность к цветовым различиям.

Для сжатия JPEG значение яркости полностью передается модулям сжатия; цветности , который агломерирует двух разностных значений цвета, является субдискретизации; его также можно квантовать, уменьшая количество закодированных цветов.

Перцептивное кодирование

В программе редактирования растровых или векторных изображений пользователь должен выбирать и изменять цвета. Он может указать на тень в градиенте, изменить положение курсора, ввести числовое значение. Во всех случаях экран, плоская поверхность, имеет два измерения, а цвет имеет три параметра.

С самого начала создания цветного дисплея было признано, что выбор цветов легче осуществлять в цветовом пространстве, организованном по величине цветового восприятия, оттенка, насыщенности и яркости, чем в кубе значений (красный, зеленый, синий и синий). ). В основном есть два варианта: TSV и TSL . Значения оттенка, насыщенности и яркости или значения даны в десятичных числах, что обеспечивает точное и обратимое преобразование значений (красный, зеленый, синий) в целые числа в одном байте.

Файлы векторных изображений, такие как масштабируемая векторная графика (SVG), поддерживают эти определения цвета, как и другие графические объекты. То же самое и для каскадных таблиц стилей ( (en) Cascading Style Sheets , CSS) макета страниц HTML и написанных документов.

Прозрачность

Интерес к 24 -битному кодированию цветов довольно умеренный, когда компьютеры обрабатывают 16-битные байты . Остался неиспользованный байт.

В программах для редактирования изображений часто бывает интересно работать отдельно от изображений и фона, например, с мультяшными виолончелями . Чтобы это было возможно, прозрачность должна быть указана в каждом пикселе. Мы могли указать с помощью всего одного бита, был ли слой (или слой ) прозрачным или непрозрачным. Назначение значения прозрачности для одного байта разрешает все смешивание. Это значение обычно называют α ( альфа ). Рендеринг пикселя получается путем рекурсивного умножения и сложения значений слоев. Для каждого компонента (красный, зеленый, синий) значение визуализации равно значению верхнего слоя, умноженному на (1 - α), плюс значение визуализации нижних слоев, умноженное на α.

Увеличение вычислительной мощности компьютеров позволило объединить несколько изображений, передаваемых отдельно. Таким образом, фон можно передать только один раз, затем к нему можно добавить движущуюся часть. Альфа - канал включен в HTML 4 и MPEG 4 видео изображений

Подробности

Кодирование пикселя может быть выполнено на 32 бита, из которых 24 бита используются для кодирования цвета, а остальные 8 бит:

либо неиспользованный;
либо с представлениями ( OpenGL , DirectX ) и / или форматами изображений, которые позволяют (например, PNG ) кодировать информацию о прозрачности, называемую альфа-каналом .

В первой части статьи нас будет интересовать только 24-битная цветовая кодировка. Поэтому приведенные пояснения будут соответствовать не только 32-битному представлению цвета, но также и 24-битному представлению.

24 бита цвета разбиваются на 3 умноженные на 8 бит:

8 бит предназначены для основного красного оттенка ;
8 бит предназначены для основного зеленого оттенка ;
8 бит выделены основному синему оттенку .

красная составляющая: 251, или в двоичной кодировке (по 8 бит) 11111011 ;
зеленая составляющая: 208, или 11010000 ;
синий компонент: 151 или 10010111 .

+11111011 +11010000 10010111 .

Есть два основных семейство представления цвета, например, они могут появляться в изображении , представленное на экране компьютера: RGB трехцветного кодирования (или RGB на английском языке), принципы которого только что были описаны, и кодирование воспринимаемой Light насыщенности цветового тона (или HSL в Англ.) На основе художественных и психофизических классификаций цветового восприятия.

Кодирование RGB соответствует физическим средствам получения цвета в периферийных устройствах компьютера : на входе (цветной сканер, цифровая камера, видеокамера и т. Д.), А также на выходе (цветной экран, принтер, четырехцветный процесс, цветной копировальный аппарат и т. Д.) .

СТЛ кодирования , предназначенный для человека операторов, подходит для характеристики их видения.

Шаблоны описания HSL имеют упрощенные параметры, подходящие для компьютерного цветового кодирования и позволяют быстро преобразовывать из RGB в HSL и обратно.

Итак, давайте теперь посмотрим, каковы значения трех компонентов кодирования HSL (HSL) , одного из кодировок перцепционной группы, ранее выбранного цвета, выраженного (как это довольно часто бывает [ желаемая ссылка ] ) По шкале от 0 до 240:

компонент T einte: 23;
Компонент S aturation: 222;
Л uminosity компонент : 189.

Инструменты выбора цвета

Инструмент выбора цвета обычно состоит как минимум из 4 частей:

2 визуальные части по выбору, одна из которых представляет собой квадрат, а другая - узкий прямоугольник, возведенный на его маленькой стороне,
1 часть визуального отображения (маленький прямоугольник, залитый выбранным цветом), и, наконец,
1 чисто цифровая часть, передающая компоненты HSL и RGB цвета, выбранного оператором.

Чтобы понять, как работает палитра цветов, удобно визуализировать все доступные цвета в следующем виде:

представьте себе вертикальную ось, на которой размещены точка N черного цвета, точка O белого цвета;
между этими двумя крайними точками промежуточные точки будут окрашены в серый оттенок соответствующей промежуточной яркости (обычная линейная шкала): например, точка G на рисунке соответствует среднему серому (яркости ); L знак равно L м в Икс 2 >> \>
затем в горизонтальной плоскости, проходящей через точку O, рисуется круг, содержащий весь диапазон чистых оттенков, то есть максимальную яркость и максимальную насыщенность . ( ПРОТИВ ) L м в Икс \,> S м в Икс \,>
Все остальные цвета, доступные на экранах компьютеров, являются промежуточными между только что описанными оттенками (черный, белый, оттенки серого и диапазон чистых оттенков). Поэтому все они будут расположены внутри проходящего через конус оси NO , что соответствует раскрашиванию в три этапа, показанных на следующем рисунке ( щелкните этот рисунок, чтобы увидеть дополнительные геометрические пояснения ): ( ПРОТИВ )

Таким образом, выбор цвета заключается в определении точки, расположенной внутри (или на) этого цветового конуса .

Во всех случаях определение цвета по его компонентам, яркости, насыщенности оттенка, требует тройного выбора, который обязательно должен выполняться оператором в 2 этапа:

В случае первого селектора цвета: оператор должен знать, что квадрат выбора представляет собой выбор из двух компонентов T и S, в то время как прямоугольник выбора представляет выбор компонента L. Ему доступны два метода: он может сначала выбрать цветную точку в 2-мерном пространстве квадрата (который определяет компоненты T и S желаемого цвета), затем выберите в прямоугольнике уровень L компонента выбранного цвета. Оператор также может действовать в обратном направлении: сначала выберите яркость L в прямоугольнике выбора, затем выберите компоненты T и S в квадрате выбора. В обоих методах квадрат представляет цвета, которые всегда одинаковы. яркость L, выбранная в прямоугольнике; Что касается прямоугольника, то на самом деле он образован суперпозицией двух полупрямоугольников одинаковой высоты: верхний прямоугольник содержит цвета определенного сегмента, а нижний прямоугольник содержит цвета сегмента ; рассматриваемая точка одинакова для этих двух полупрямоугольников и имеет компоненты S и L, которые идентичны и идентичны цветам, присутствующим в выбранном квадрате. О п 0 > НЕТ п 0 > п 0 >

В первом методе точка выбирается немедленно, щелчком по квадрату выбора, а окончательный цвет, обозначенный после второго выбора (в прямоугольнике), соответствует точке P, которая обязательно имеет те же компоненты S и L, что и точка , потому что щелчок в квадрате (следовательно, выбор ) немедленно изменяет цвета, которые появляются в прямоугольнике, все они имеют те же компоненты S и L, что и точка . п 0 > п 0 > п 0 > п 0 >
Во втором методе первый выбор обозначает не точку на цветовом конусе, а определенную яркость L, которая является яркостью серой точки, расположенной на оси NO; Что касается цветов, которые появляются в квадрате после первого щелчка (в прямоугольнике), все они имеют ту же яркость L, что и эта точка , и выбор, представленный вторым щелчком (в квадрате выбора), фиксирует компоненты S и L которые, связанные с уже выбранным компонентом L, завершают определение искомого цвета. п 0 > р р
В обоих методах цвета, представленные в квадрате выбора, не зависят от выбора пользователя, потому что они всегда соответствуют цветам конуса и вершины оси GO , проходящих через (C), а квадрат выбора n 'заключается в том, что деформация поверхность этого конуса: нижний край квадрата соответствует одному цвету, который является цветом точки G (серый при 50% яркости), а верхний край квадрата соответствует цветам (насыщенности ) круга, расположенного в пересечение этого конуса и цветового конуса . грамм S знак равно S м в Икс \,>

Градиент оттенков

При вычислении цветовых градиентов выбор величин, которые будут интерполироваться для вычисления промежуточных цветов, значительно изменяет рендеринг, поскольку цвета имеют разные оттенки . Наиболее очевидная вариация видна в градиенте между дополнительными цветами:

Урок проходит в форме телекоммуникационного проекта, показывающего учащимся, что интернет технологии нужно и должно использовать в учебе. Урок проводится с учащимися двух школ одновременно в режиме он-лайн с использованием программы "Агент" в социальных сетях и веб-камеры. Представлен конспект урока, презентация к уроку, карточки с заданиями, файлы Свидетельств-наград для участников проекта.

Вложение	Размер
Конспект урока-проекта "Кодирование графической информации"	75 КБ
Презентация "Учебный телекоммуникационный проект" к уроку "Кодирование графической информации"	2.69 МБ
kartochki_i_zadaniya.zip	2.08 МБ
Представлен образец свидетельства и файл PSD.	1.01 МБ

Предварительный просмотр:

ТЕМА УРОКА: КОДИРОВАНИЕ ГРАФИЧЕСКОЙ ИНФОРМАЦИИ

Цели и задачи : изучение нового материала, формирование в сознании школьника информационной картины мира; развитие умений обработки информации; навык работы с калькулятором, по новым технологиям; развитие самостоятельности; развитие творческой активности учащихся, умения выполнять исследовательские работы, анализировать выполненную работу.

Развитие отношения взаимной ответственности; умения понимать и сознательно использовать различные формы и способы представления данных; умения наглядно представлять имеющийся материал, организовать продуктивную содержательную коммуникацию.

В ходе выполнения работы над проектом у учащихся развиваются следующие способности:

• коммуникативная – способность к общению, умение слушать и уважать мнения учащихся;

• проблемно – поисковая – способность решать жизненные вопросы;

• рефлексивная – способность к анализу совершенной деятельности.

При выполнении работы ребята овладевают практическими навыками:

• работа с калькулятором, перевод единиц измерения информационного объема;

НИКТО НЕ ЗНАЕТ ТАК МНОГО,

КАК ВСЕ МЫ ВМЕСТЕ

1. Организационный момент. Мотивационное начало.

- Я бы хотела, чтобы вы встали. Расставьте ноги по ширине плеч. А теперь повернем туловище вправо насколько можем и запомним место на стене, куда дотягивается наш взгляд. Запомнили? Теперь вернемся в исходное положение.

И сейчас снова повернемся вправо, но постараемся посмотреть еще дальше. Итак, повернулись, повернулись, так чтобы еще дальше посмотреть. Спасибо, садитесь.

- У всех получилось посмотреть во второй раз дальше? Я и в первый раз попросила вас повернуться, так как только вы сможете. Но во второй раз все повернулись гораздо дальше. А получилось так потому, что перед нами стояла цель – увеличить предыдущее достижение.

- Так вот, юные информатики, всегда, когда у человека есть цель, он может добиться гораздо большего. Итак, наша цель на уроке, который пройдет у нас в форме учебного телекоммуникационного проекта, научиться кодировать и декодировать графические изображения, в форме он-лайн конференции освоить навык вычисления информационного объема черно-белых и цветных изображений.

- кто из вас пользуются социальными сетями интернет? Кто пользуется форумами и конференциями для общения? Какие технические возможности вы используете? А часто ли используете эти возможности для обучения?

СТИХОТВОРЕНИЕ ЧИТАЕТ УЧЕНИК

Я писал все выходные

Интересно, кто такие:

Оказалось, что приветы

Получал сосед по дому,

И надеялся при этом,

Что мы вовсе не знакомы.

- Хотите ли вы увеличить предыдущие достижения в освоении интернет-технологий? Давайте посмотрим на это гораздо шире. Для этого сегодня мы представим нашу группу и группу семиклассников средней школы № 17, как партнеров в изучении новой темы и решении учебных задач нашего телекоммункационного проекта.

ВИЗИТКИ НА СЛАЙДАХ 3-4

Нам предстоит с вами рассмотреть несколько вопросов. Ваша задача в течение урока найти ответы на следующие вопросы:

А начнем мы свой урок, посвященный графике, с одной из самых загадочных и спорных картин 20 века, которую в 1915 году, почти сто лет назад, написал художник – Казимир Малевич. Кто знает ее название?

МАЛЕВИЧ через 5 лет – 100 лет картине

В 1915 году он написал "Черный квадрат на белом фоне" и сделал шокирующее признание: "Это не живопись, это что-то другое".

В чем секрет картины, почему она вызывает столько споров по поводу художественной ценности, и выразительности, почему каждый человек видит в ней какой-то свой образ?

1. Заслуга Малевича заключается в том, что путем визуального обмана, увеличив вертикальные стороны квадрата и изобразив их вогнутыми, заставил зрителя видеть в прямоугольнике – квадрат.

2. чтобы придать плоскости однородность цвета он:

- меняет размер и форму кисти;

- изменяет форму и размер мазка кисти;

- в различных комбинациях, изменяет тональность цвета;

- знает, под каким наклоном к зрителю повесить картину, в каком месте (в угол) поместить.

- Так что же такое картина, изображение? Прежде всего, это образ, соответственно принимаемый каждым человеком по-своему.

Вопрос: - что относится к графическому виду информации?

Картина. Фотография, рисунок, схема –. Эта информация окружает нас повсюду, не только в пространстве, но и во времени. И создать ее можно самыми разными средствами, даже простыми карандашами. Посмотрите, пожадуйста ролик. Ваша задача найти в ролике слова, созвучные нашей сегодняшней теме.

- Какие слова, созвучные теме урока вы услышали?

ОТВЕТ(Кодирование. Код, изображение, зашифровано)

Творчество – это чувства, эмоции человека; это его настроение, фантазии, воплощенные материальное.
Техника – это строгие законы, четкие алгоритмы, электронные схемы, различные детали и механизмы.

Можно ли соединить в единое эти две совершенно разные сферы деятельности человека?

Попробуем ответить на этот вопрос!

- А для этого я хочу обратить ваше внимание на то, что ГРАФИЧЕСКАЯ ИНФОРМАЦИЯ бывает нескольких видов

Основные приемы кодирования мы рассмотрим на примере растровых изображений.

Давайте посмотрим на экран компьютера через увеличительное стекло . (дети смотрят)

В зависимости от марки и модели техники мы увидим либо множество разноцветных прямоугольничков, либо множество разноцветных кружочков.

(И те, и другие группируются по три штуки, причем одного цвета, но разных оттенков.)

Они называются ПИКСЕЛЯМИ.

- Что такое пиксель?

ОТВЕТ: - Пиксель – это наименьший элемент на экране компьютера.

В процессе кодирования изображения производится его пространственная дискретизация.
изображение разбивается на отдельные маленькие фрагменты (точки или пиксели).
каждому элементу присваивается значение его цвета, т.е. код цвета.

Посмотрите на следующий слайд и постарайтесь определить, что такое растр ?

(Это графическая сетка, точечная структура)

Графическая информация на экране монитора представляется в виде растрового изображения, которое формируется из определенного количества строк, которые, в свою очередь, содержат определенное количество точек.

Скажите пожалуйста, в каком случае мы с вами говорим, что сигнал, с помощью которого мы передаем информацию, несет в себе количество информации 1 бит?

ОТВЕТ : (Если сигнал может иметь только два различных состояния: да и нет, можно и нельзя, 0 и 1, включено и выключено.)

Исходя из этого, посмотрите на рисунок и постарайтесь ответить, как можно закодировать это изображение?

СЛАЙД 15 . Делаем вывод. Повторяем единицы измерения информационного объема.

Ученики 17 школы расписывают

? – Как найти объем?

СЛАЙД 17 . Ваша задача: вывести алгоритм вычисления объема растрового изображения.

УЧ-ся озвучивают алгоритм.

12*16= 192 / 8 = 24 байта

- По данному алгоритму уч-ся школы № 17, ваши партнеры, вычисляют объем рисунка.

Задание школа 17 .

- какие трудности возникали в ходе кодирования и вычисления?

Подключаемся партнерскими группами, напоминаю взаимодействие:

ПАМЯТКА – 10 золотых правил участника телекоммуникационного проекта

Если задание выполнено неверно, напишите друг другу, в чем ошибка, найдите совместно правильное решение. По окончании работы, прошу поднять карточку с № пары.

Попытаться ответить на вопрос.

- Мы не можем закодировать цветной рисунок, потому что не знаем, сколько бит приходится на цветной пиксель.

Запишите в тетрадь таблицу кодирования цветовых сигналов. Формула .

Пример. Я показываю.

. Рассмотрим пример решения задачи . гимназия

Закрепление алгоритма. ШКОЛА 17

Для того, чтобы научиться кодировать цветные растровые изображения, нам необходимо познакомиться с палитрой RGB/

Число цветов, воспроизводимых на экране монитора (N), и число бит, отводимых в видеопамяти на каждый пиксель (I), связаны формулой: N=2 i

Величину I называют битовой глубиной или глубиной цвета.

Чем больше битов используется, тем больше оттенков цветов можно получить.

Нам предстоит решать более объемные задачи. Вам необходимо будет еще раз вспомнить перевод единиц измерения информации в более крупные, если понадобиться, воспользуйтесь калькулятором на компьютере. Пример.

Картины рудненских художников в задании № 3, в текстовом файле на Рабочем столе. Рядом с названием картины и ее автором указаны размеры картины в точках. Задание найти информационный объем картины.

Для тех, кто рано закончил, дополнительная задача.

Итог . И так, с точки зрения кодирования информации, как можно назвать картину Малевича? Это пиксель.

мы составили алгоритм для решения задач на определение количества графической информации;

еще раз повторили, как правильно оформлять решение задач по информатике и научились решать задачи на определение количества графической информации по алгоритму;

увидели, что умеем работать в группах,

что Интернет-технологии можно с пользой использовать не только для общения, но и для обучения.

РЕФЛЕКСИЯ – СМАЙЛЫ ДРУГ ДРУГУ.

Подписи к слайдам:

Читайте также: